Готовимся к олимпиадам, страница 203 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

Готовимся к олимпиадам

1. Определите степени окисления атомов всех элементов в следующих веществах: медный купорос, перманганат калия, гидрофосфат натрия, хлорид аммония, пероксид натрия, тетрагидроксоцинкат кальция.

Решение

Для определения степеней окисления будем использовать следующие правила:

• Сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле равна нулю.
• Сумма степеней окисления всех атомов в ионе равна заряду этого иона.
• Щелочные металлы (I группа) в соединениях всегда имеют степень окисления +1.
• Щелочноземельные металлы (II группа) в соединениях всегда имеют степень окисления +2.
• Водород в большинстве соединений имеет степень окисления +1 (кроме гидридов металлов, где она -1).
• Кислород в большинстве соединений имеет степень окисления -2 (кроме пероксидов (-1), надпероксидов (-1/2) и соединений с фтором).

медный купорос

Медный купорос — это кристаллогидрат сульфата меди(II), его формула $CuSO_4 \cdot 5H_2O$. Соединение электронейтрально. Рассмотрим составные части: $CuSO_4$ и $H_2O$. В молекуле воды ($H_2O$) водород имеет степень окисления +1, а кислород –2: $H_2^{+1}O^{-2}$. В сульфате меди ($CuSO_4$) кислород имеет степень окисления –2. Сульфат-ион $SO_4^{2-}$ имеет заряд 2–. Пусть степень окисления серы равна $x$. Тогда $x + 4 \cdot (-2) = -2$, откуда $x = +6$. Поскольку сульфат-ион имеет заряд 2–, то для сохранения электронейтральности ион меди должен иметь заряд 2+, следовательно, степень окисления меди равна +2. Таким образом, в медном купоросе степени окисления элементов следующие: $Cu^{+2}S^{+6}O_4^{-2} \cdot 5H_2^{+1}O^{-2}$.

Ответ: $Cu$: +2; $S$: +6; $O$: –2; $H$: +1.

перманганат калия

Химическая формула перманганата калия — $KMnO_4$. Молекула электронейтральна. Калий (K) — щелочной металл, его степень окисления +1. Кислород (O) имеет степень окисления –2. Пусть степень окисления марганца (Mn) равна $x$. Составим уравнение, исходя из того, что суммарный заряд молекулы равен нулю: $(+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0$ $1 + x - 8 = 0$ $x = +7$

Ответ: $K^{+1}Mn^{+7}O_4^{-2}$. $K$: +1; $Mn$: +7; $O$: –2.

гидрофосфат натрия

Химическая формула гидрофосфата натрия — $Na_2HPO_4$. Молекула электронейтральна. Натрий (Na) — щелочной металл, его степень окисления +1. Водород (H) имеет степень окисления +1. Кислород (O) имеет степень окисления –2. Пусть степень окисления фосфора (P) равна $x$. Составим уравнение: $2 \cdot (+1) + (+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0$ $2 + 1 + x - 8 = 0$ $3 + x - 8 = 0$ $x = +5$

Ответ: $Na_2^{+1}H^{+1}P^{+5}O_4^{-2}$. $Na$: +1; $H$: +1; $P$: +5; $O$: –2.

хлорид аммония

Химическая формула хлорида аммония — $NH_4Cl$. Это ионное соединение, состоящее из иона аммония $NH_4^+$ и хлорид-иона $Cl^-$. В хлорид-ионе $Cl^-$ степень окисления хлора равна –1. Рассмотрим ион аммония $NH_4^+$. Суммарный заряд иона равен +1. Водород (H) имеет степень окисления +1. Пусть степень окисления азота (N) равна $x$. Составим уравнение для иона аммония: $x + 4 \cdot (+1) = +1$ $x + 4 = 1$ $x = -3$

Ответ: $N^{-3}H_4^{+1}Cl^{-1}$. $N$: –3; $H$: +1; $Cl$: –1.

пероксид натрия

Химическая формула пероксида натрия — $Na_2O_2$. Это пероксид, в котором кислород имеет степень окисления –1. Натрий (Na) — щелочной металл, его степень окисления всегда +1. Проверим электронейтральность молекулы: $2 \cdot (+1) + 2 \cdot (-1) = 2 - 2 = 0$. Все верно.

Ответ: $Na_2^{+1}O_2^{-1}$. $Na$: +1; $O$: –1.

тетрагидроксоцинкат кальция

Химическая формула тетрагидроксоцинката кальция — $Ca[Zn(OH)_4]$. Это комплексное соединение. Кальций (Ca) — щелочноземельный металл, его степень окисления +2. Так как молекула в целом электронейтральна, то заряд комплексного иона $[Zn(OH)_4]$ должен быть равен –2. Внутри комплексного иона находятся гидроксогруппы ($OH$). В них кислород имеет степень окисления –2, а водород +1, что дает суммарный заряд для каждой группы $OH$ равный –1. Пусть степень окисления цинка (Zn) равна $x$. Составим уравнение для комплексного иона $[Zn(OH)_4]^{2-}$: $x + 4 \cdot (-1) = -2$ $x - 4 = -2$ $x = +2$

Ответ: $Ca^{+2}[Zn^{+2}(O^{-2}H^{+1})_4]$. $Ca$: +2; $Zn$: +2; $O$: –2; $H$: +1.